Разработаны уникальные нанопрепараты, которые могут решить проблему устойчивости бактерий к антибиотикам
Новые наноантибиотики уничтожают патогены без вреда для здоровых клеток и предотвращают развитие устойчивости бактерий
В чем проблема
По оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний США, более 2,8 миллионов американцев ежегодно страдают от инфекций, устойчивых к антибиотикам. Из них более 35 000 человек умирают.
Для решения этой общемировой проблемы, группа ученых из Центра медицинских наук Техасского технологического университета (TTUHSC) провели исследование, чтобы определить, могут ли новые препараты — наноактибиотики — уничтожать устойчивые патогены, не затрагивая здоровые клетки организма.
Как ее можно решить
Предыдущие исследования показали, что гидрофобность (способность молекулы отталкивать воду) и гидрофильность (способность молекулы притягивать воду и растворяться в ней) по-своему влияют на клетки. Чем более гидрофобной является среда, тем тяжелее бактериям в ней выжить. Однако в таких условиях могут погибать и здоровые человеческие клетки.
Поэтому команда исследователей в качестве новых антибиотиков использовала наночастицы — наноантибиотики — собственного производства, представляющие собой амфипатические молекулы, одна часть которых является гидрофобной, а другая — гидрофильной. Конкретно наноантибиотики выглядят как крошечные гидрофобные сферы, на поверхности которых располагается множество гидрофильных полимерных щетинок.
Эти синтетические соединения предназначены для уничтожения бактерий путем разрушения мембран — практически так же, как это делают антимикробные пептиды, но немного по-другому. Отличие заключается самом способе борьбы с бактериями — наноантибиотики повреждают бактериальные мембраны, а не клетки млекопитающих.
Основная проблема использования амфипатических молекул заключается в том, что ученым сложно найти баланс между их гидрофобностью и гидрофильностью, чтобы снизить токсичность этих молекул для наших собственных клеток.
Почему это исследование важно
Ученые Техасского технологического университета в рамках своего исследования смогли получить несколько важных результатов.
- Они смогли решить проблему тонкой грани гидрофобности и гидрофильности молекул, о которой говорилось выше.
Специалисты сделали так, чтобы гидрофильные полимеры или гидрофобные частицы в составе наноантибиотиков не могли сами по себе убивать бактерии. Они способны уничтожать их только в том случае, если прикреплены к специальной наноструктуре.
- Ученые выяснили, что на степень активности наноантибиотиков влияет их размер — те сферы, чей размер составляет 50 нанометров и меньше, кажутся гораздо более активными, чем те, чей размер превышает 50 нанометров.
Эти открытия важны, потому что использование наноантибиотиков для уничтожения бактерий может предотвратить развитие бактериальной резистентности. То есть, бактериям практически невозможно выработать новую устойчивость к ним.
